城市道路信號交叉口配時優(yōu)化、仿真與評價技術(shù).pdf

1、汽車工業(yè)的迅速發(fā)展在極大推動世界經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展的同時，也為人類生存的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會帶來了日益嚴(yán)重的不良影響，例如交通事故頻繁，交通擁擠、堵塞、運輸效率下降等。如何充分利用現(xiàn)有道路資源，通過科學(xué)合理的交通控制手段，最大限度地提高信號交叉口的通過能力、降低延遲時間一直是交通工程領(lǐng)域重要的研究課題之一。在諸多交通控制手段中，優(yōu)化信號配時是最直接有效的方法之一。而將城市道路相互連接起來的城市道路交叉口是造成車流中斷、事故增多、延誤嚴(yán)重的問題所在

2、，是城市交通運輸?shù)闹饕款i。因此如何保障交叉路口的交通安全和充分發(fā)揮交叉路口的通行效率引起了人們的高度關(guān)注。 本文研究基于延誤和通行能力雙指標(biāo)的單點控制信號交叉口信號配時、基于Vissim的交叉口交通仿真方法、基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的加權(quán)灰色關(guān)聯(lián)單點交叉口優(yōu)化評價。 論文第二章進(jìn)行單點控制交叉口信號配時優(yōu)化方面的研究。引入了延誤和通行能力兩個指標(biāo)，在此基礎(chǔ)上以兩者效用指標(biāo)的最小為優(yōu)化目標(biāo)，構(gòu)建了效用指標(biāo)函數(shù)模型；論文采用“定步

3、長搜索算法”求解配時優(yōu)化模型，首先確定周期的循環(huán)范圍，然后給周期確定一個初始值，直到將周期的循環(huán)范圍搜索完畢；同時，本文還對延誤和通行能力的權(quán)重進(jìn)行了不同的比例分割，并分析不同指標(biāo)權(quán)重下的延誤和通行能力值。最后通過一個實例對該方法進(jìn)行了應(yīng)用，對韋伯斯特方法、HCM2000方法和本文所提出的方法優(yōu)化得到的結(jié)果進(jìn)行了對比分析。實例分析表明，本文所提出的方法在延誤和通行能力兩個方面都優(yōu)于其它兩種方法。 第三章對Vissim的交叉口仿真

4、模型的建立過程進(jìn)行了詳細(xì)論述。交通仿真技術(shù)通過再現(xiàn)道路上車輛的運行狀況，從而為交通管理的實施提供了依據(jù)。論文對廣泛使用的Vissim仿真軟件進(jìn)行了詳細(xì)研究。該仿真軟件的交叉口建模過程主要包括路網(wǎng)的建立、交通流特性參數(shù)和行駛規(guī)則的設(shè)置等三個方面。其中，路網(wǎng)的建立主要包括：背景地圖的設(shè)置、利用路段和連接器建立路網(wǎng)，并著重探討了利用路段和連接器建立路網(wǎng)時所需要注意的問題；交通流特性參數(shù)的設(shè)置方面，重點闡述了車輛期望速度等微觀和交通組成等宏觀的

5、特性參數(shù)；車輛行駛規(guī)則的設(shè)置方面，闡述了速度控制規(guī)則、超車規(guī)則、優(yōu)先規(guī)則、停讓規(guī)則和信號控制規(guī)則等。 第四章研究交叉口運行質(zhì)量的綜合評價方法。在充分分析目前常用的幾類交叉口綜合評價方法的優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，本文提出利用基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)的加權(quán)灰色關(guān)聯(lián)評價方法，對交叉口的運行狀況進(jìn)行評價。該方法綜合了DEA和灰色關(guān)聯(lián)分析兩種方法的優(yōu)點，對每一個評價對象都去尋求最有利的指標(biāo)權(quán)重系數(shù)分配，使得每一個評價對象對于標(biāo)準(zhǔn)對象的關(guān)聯(lián)度都是

6、相對最優(yōu)的，從而得到客觀公正的評價結(jié)果。該方法避免了在指標(biāo)權(quán)重確定時的主觀性；本章還對論文第二章的實例進(jìn)行了后續(xù)研究，以Vissim交叉口仿真模型作為平臺，依據(jù)輸入部分盡可能小，輸出部分盡可能大的原則，確立了輸入輸出指標(biāo)，其中輸入指標(biāo)為延誤、飽和度、平均排隊長度，輸出指標(biāo)為通行能力；同時本實例根據(jù)輸入輸出指標(biāo)的確立原則選取了一個標(biāo)準(zhǔn)狀況下交叉口的各個運行指標(biāo)作為母因素，以交叉口優(yōu)化前后的運行指標(biāo)為子因素，將它們用本章所提出的評價方法進(jìn)行